执业医师讲义基础篇--生物化学.docVIP

生物化学 第一单元蛋白质的结构与功能 氨基酸与多肽（4） 1．氨基酸的结构与分类 （1）氨基酸的一般结构式 氨基酸是组成人体蛋白质的基本单位，其有20种，除甘氨酸外均属L-α-氨基酸。氨基酸的一般结构式为： 连在桟OOH基团上的C称为α-碳原子，不同氨基酸其侧链(R)各异。 （2）氨基酸分类 体内20种氨基酸按理化性质分为4组：①非极性、疏水基酸；②极性、中性氨基酸；③酸性氨基酸；④碱性氨基酸（见下表）。 2．肽键与肽链 氨基酸分子之间通过去水缩合形成肽链，在相邻两个氨基酸之间新生的酰胺键称为肽键。若许多氨基酸依次通过肽键相互连接，形成长链，称为多肽链。肽链中的游离氨基的一端称为氨基末端(N-末端)；游离梭基的一端称为梭基末端(C-末端)。蛋白质就是由许多氨基酸残基组成的多肽链。 3．谷胱甘肽和多肽类激素 （1）谷胱甘肽(GSH) GSH由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸组成的三肽，分子中的半胱氨酸琉基是其主要功能基团。GSH在体内具有解毒和抗氧化等主要生理功能。 （2）多肽类激素 体内许多多肽具有激素生理作用，如促甲状腺素释放激素(TRH)、促肾上腺皮质激素(ACTH)等。 蛋白质的一级结构（4） 多肽链中氨基酸的排列顺序称为蛋白质的一级结构，肽键是维系一级结构的化学键。蛋白质分子的一级结构是其特异空间结构及生物学活性的基础。 蛋白质的二级结构（3） 蛋白质的二级结构是指局部或某一段肽链主链的空间结构，即肽链某一区段中氨基酸残基相对空间位置，它不涉及侧链的构象及与其它肽段的关系。α-螺旋是二级结构的主要形式之一，其结构特征如下： 1．多肽链主链围绕中心轴旋转，每隔3.6个氨基酸残基上升一个螺距； 2．每个氨基酸残基与第四个氨基酸残基形成氢键。氢键维持了α-螺旋结构的稳定； 3．α-螺旋为右手螺旋，氨基酸侧链基团伸向螺旋外侧。 蛋白质的三级及四级结构（4） 蛋白质的三级结构是指整条肽链中全部氨基酸残基的相对空间位置，即整条肽链的三维空间结构。三级结构的形成和稳定主要靠疏水键、盐键、二硫键、氢键等。许多(并非所有)有生物活性的蛋白质由两条或多条具有三级结构的肽链构成，每条肽链被称为一个亚基，通过非共价键维系亚基与亚基之间的空间位置关系)这就是蛋白质的四级结构。各压挤之间的结合力主要是疏水键，氢键和离子键也参与维持四级结构。 体内约有几十万种结构相异的蛋白质分子，各自执行着特异的生理功能。可见蛋白质的一级结构和空间结构与其特有功能之间的密切关系。 蛋白质的变性（3） 在某些理化因素的作用下，蛋白质的空间结构(但不包括一级结构)遭到破坏，导致蛋白质若干理化性质改变（如溶解度降低等），生物学活性丧失，称为蛋白质的变性作用。 引起蛋白质变性的常见理化因素有：加热、高压、紫外线、X线、有机溶剂、强酸、强碱等。球状蛋白质变性后其溶解度降低，容易发生沉淀。蛋白质变性理论在医疗工作中的应用很广，如高温高压灭菌和低温保存生物活性蛋白等。 肌红蛋白（Mb）和血红蛋白（Hb）都是含有血红素的球状蛋白质，是阐述蛋白质结构与功能关系的典型例子。 肌红蛋白与血红蛋白（4） 肌红蛋白（Mb）为单链蛋白质，由153个氨基酸残基及一个血红素组成。从三维结构来看，它有8段α-螺旋结构。整个肽链折叠成紧密的球状三级结构，疏水基团向内，亲水基团在表面，水溶性强。分子表面的袋形疏水空穴中结合有辅基血红素。而血红蛋白（Hb）由2个α亚基和2个β亚基组成，每个亚基各结合1分子血红素。肌红蛋白（Mb）与血红蛋白（Hb）α及β亚基的三级结构十分相似，而且它们都能可逆地与O2结合，但由于血红蛋白（Hb）具有四级结构，它的氧解离曲线呈S状。这说明血红蛋白（Hb）分子中第一个亚基与O2结合后，促进了第二及第三个亚基与O2的结合，三个亚基与O2结合后，又大大促进了第四个亚基与O2结合，这种效应称为正协同效应。而肌红蛋白（Mb）只具有三级结构，容易与O2结合，所以它的氧解离曲线为矩形双曲线。 别构效应（4） 一个蛋白质与其配体(或其它蛋白质)结合后，蛋白质的构象发生变化，使它更适合于功能需要，这一类变化称为别构效应。血红蛋白（Hb）与02的结合是典型的别构效应例子。第一分子O2与血红蛋白（Hb）的第一个亚基结合后，改变了血红蛋白（Hb）分子的构象，导致第二、第三和第四个O2分子很快与血红蛋白（Hb）结合。小分子的O2被称为别构剂，血红蛋白（Hb）则被称为别构蛋白。变构效应可以是促进别构蛋白的功能，也可抑制别构蛋白的活性。Hb特定四级结构决定了其带氧功能特点。 第二单元 核酸的结构与功能 核甘酸分子的组成（3） 核酸包括脱氧核糖核